Избор на нагревател
Основната причина за замръзване на тръбопроводите е недостатъчната скорост на циркулация на енергийния носител. В този случай при минусови температури на въздуха може да започне процесът на кристализация на течността. Така че висококачествената топлоизолация на тръбите е жизненоважна.
За щастие нашето поколение има неописуем късмет. В близкото минало изолацията на тръбопроводи се извършваше само по една технология, тъй като имаше само една изолация - стъклена вата. Съвременните производители на топлоизолационни материали предлагат просто най-широк избор от изолация на тръби, които се различават по състав, характеристики и начин на приложение.
Не е съвсем правилно да ги сравняваме помежду си и още повече да казваме, че един от тях е най-добрият. Така че нека просто разгледаме видовете изолационни материали за тръби.
По обхват:
- за тръбопроводи за студена и топла вода, паропроводи на системи за централно отопление, различни технически съоръжения;
- за канализационни и дренажни системи;
- за тръби на вентилационни системи и замразяващо оборудване.
На външен вид, който по принцип веднага обяснява технологията за използване на нагреватели:
- ролка;
- листни;
- корпус;
- изливане;
- комбиниран (това по-скоро вече се отнася до метода на изолация на тръбопровода).
Основните изисквания към материалите, от които е направена изолацията на тръбите, са ниска топлопроводимост и добра устойчивост на огън.
Следните материали отговарят на тези важни критерии:
Минерална вата. Най-често се продава под формата на ролки. Подходящ за изолация на тръбопроводи с високотемпературна охлаждаща течност. Въпреки това, ако минералната вата се използва за изолация на тръби в големи обеми, тогава тази опция няма да бъде много печеливша по отношение на спестяванията. Топлоизолацията с минерална вата се произвежда чрез навиване, последвано от фиксирането й със синтетичен канап или тел от неръждаема стомана.
На снимката тръбопровод, изолиран с минерална вата
Може да се използва както при ниски, така и при високи температури. Подходящ за стоманени, металопластични и други полимерни тръби. Друга положителна характеристика е, че експандираният полистирол има цилиндрична форма, а вътрешният му диаметър може да бъде избран така, че да отговаря на размера на всяка тръба.
Пеноизол. По своите характеристики той е тясно свързан с предишния материал. Методът на инсталиране на пеноизол обаче е напълно различен - приложението му изисква специална инсталация за пръскане, тъй като е съставна течна смес. След като пеноизолът се втвърди, около тръбата се образува херметична обвивка, която почти не пропуска топлината. Предимството тук е и липсата на допълнително закрепване.
Пеноизол в действие
Фолио пяна. Най-новата разработка в областта на изолационните материали, но вече спечели своите фенове сред руските граждани. Penofol се състои от полирано алуминиево фолио и слой от полиетиленова пяна.
Такъв двуслоен дизайн не само запазва топлината, но дори действа като вид нагревател! Както знаете, фолиото има топлоотразителни свойства, което ви позволява да натрупвате и отразявате топлината към изолираната повърхност (в нашия случай това е тръбопровод).
В допълнение, фолиото penofol е екологично чисто, леко запалимо, устойчиво на температурни крайности и висока влажност.
Както виждате, има много материали! Има много за избор как да изолирате тръбите. Но когато избирате, не забравяйте да вземете предвид характеристиките на околната среда, характеристиките на изолацията и нейната лекота на монтаж. Е, няма да навреди да изчислите топлоизолацията на тръбите, за да направите всичко правилно и надеждно.
Полагане на изолация
Изчислението на изолацията зависи от това кое полагане се използва. Тя може да бъде външна или вътрешна.
Препоръчва се външна изолация за защита на отоплителните системи. Нанася се по външния диаметър, осигурява защита срещу загуба на топлина, появата на следи от корозия. За да се определи обемът на материала, е достатъчно да се изчисли повърхността на тръбата.
Топлоизолацията поддържа температурата в тръбопровода, независимо от въздействието върху него на условията на околната среда.
Вътрешното полагане се използва за водопровод.
Той перфектно предпазва от химическа корозия, предотвратява загубата на топлина от пътищата за топла вода. Обикновено това е покривен материал под формата на лакове, специални циментово-пясъчни разтвори. Изборът на материал може да се направи и в зависимост от това кое уплътнение ще се използва.
Най-често се търси полагане на канали. За това предварително се подреждат специални канали и в тях се поставят пистите. Безканалният метод на полагане се използва по-рядко, тъй като за извършване на работата е необходимо специално оборудване и опит. Методът се използва, когато не е възможно да се извършат изкопни работи.
Монтаж на изолация
Изчисляването на количеството изолация до голяма степен зависи от метода на нейното приложение. Зависи от мястото на приложение - за вътрешен или външен изолационен слой.
Можете да го направите сами или да използвате програмата - калкулатор за изчисляване на топлоизолацията на тръбопроводите. Покритието на външната повърхност се използва за тръбопроводи за гореща вода при високи температури, за да се предпази от корозия. Изчислението с този метод се свежда до определяне на площта на външната повърхност на водоснабдителната система, за да се определи необходимостта на линеен метър тръба.
За тръби за водопроводи се използва вътрешна изолация. Основната му цел е да предпазва метала от корозия. Използва се под формата на специални лакове или циментово-пясъчен състав със слой с дебелина няколко мм.
Изборът на материал зависи от метода на полагане - канален или безканален. В първия случай на дъното на отворения изкоп се поставят бетонни тави за поставяне. Получените улуци се затварят с бетонни капаци, след което каналът се запълва с предварително изкопана почва.
Безканално полагане се използва, когато не е възможно копаене на топлопровод.
Това изисква специално инженерно оборудване. Изчисляването на обема на топлоизолацията на тръбопроводите в онлайн калкулатори е доста точен инструмент, който ви позволява да изчислите количеството материали, без да се занимавате със сложни формули. Нормите на потребление на материали са дадени в съответния SNiP.
Публикувано: 29 декември 2017 г
(4 оценки, средно: 5,00 от 5) Зареждане…
- Дата: 15-04-2015 Преглеждания: 139 Коментари: Рейтинг: 26
Правилното изчисляване на топлоизолацията на тръбопровода може значително да увеличи живота на тръбите и да намали загубата на топлина.
Въпреки това, за да не се правят грешки в изчисленията, е важно да се вземат предвид дори незначителни нюанси.
Топлоизолацията на тръбопроводите предотвратява образуването на кондензат, намалява топлообмена на тръбите с околната среда и осигурява работоспособността на комуникациите.
Опции за изолация на тръбопроводи
И накрая, помислете за три ефективни начина за топлоизолация на тръбопроводите.
Може би някой от тях ще ви хареса:
- Изолация с нагревателен кабел. В допълнение към традиционните методи за изолация, има и такъв алтернативен метод. Използването на кабел е много удобно и продуктивно, като се има предвид, че са необходими само шест месеца, за да се предпази тръбопровода от замръзване. В случай на отоплителни тръби с кабел има значително спестяване на усилия и пари, които ще трябва да бъдат изразходвани за работа на земята, изолационен материал и други точки. Инструкцията за експлоатация позволява кабелът да бъде разположен както извън тръбите, така и вътре в тях.
Допълнителна топлоизолация с нагревателен кабел
- Затопляне на въздуха.Грешката на съвременните топлоизолационни системи е следната: често не се взема предвид фактът, че замръзването на почвата се случва по принципа „отгоре надолу“. Топлинният поток, идващ от дълбините на земята, клони към процеса на замръзване. Но тъй като изолацията се извършва от всички страни на тръбопровода, се оказва, че ще го изолирам и от нарастваща топлина. Ето защо е по-рационално да монтирате нагревател под формата на чадър над тръбите. В този случай въздушният слой ще бъде един вид акумулатор на топлина.
- "Тръба в тръба". Тук друга тръба се полага в полипропиленови тръби. Какви са предимствата на този метод? На първо място, плюсовете включват факта, че тръбопроводът може да се затопли във всеки случай. Освен това е възможно отопление с устройство за засмукване на топъл въздух. И в аварийни ситуации можете бързо да опънете аварийния маркуч, като по този начин предотвратите всички отрицателни точки.
Изолация тръба в тръба
Изчисляване на обема на изолацията на тръбопровода и полагане на материала
- Видове изолационни материали Полагане на изолация Изчисляване на изолационни материали за тръбопроводи Отстраняване на дефекти в изолацията
Изолацията на тръбопроводите е необходима, за да се намалят значително топлинните загуби.
Необходимо е предварително изчисляване на обема на изолацията на тръбопровода. Това ще позволи не само да се оптимизират разходите, но и да се осигури компетентно изпълнение на работата, поддържане на тръбите в правилно състояние. Правилно избраният материал може да предотврати корозията, да подобри топлоизолацията.
Схема за изолация на тръби.
Днес за защита на пистите могат да се използват различни видове покрития. Но е необходимо да се вземе предвид точно как и къде ще се осъществяват комуникациите.
За водопроводите могат да се използват два вида защита наведнъж - вътрешно покритие и външна. За маршрути за отопление се препоръчва използването на минерална вата или стъклена вата, а за промишлени - закупуване на полиуретанова пяна. Изчисленията се извършват по различни методи, всичко зависи от вида на избраното покритие.
Характеристики на мрежовото полагане и нормативна методика за изчисляване
Извършването на изчисления за определяне на дебелината на топлоизолационния слой на цилиндричните повърхности е доста трудоемък и сложен процес.
Ако не сте готови да го поверите на специалисти, трябва да се запасите с внимание и търпение, за да получите правилния резултат. Най-често срещаният начин за изчисляване на топлоизолацията на тръбите е да се изчисли според нормализираните показатели на топлинните загуби
Факт е, че SNiP установи стойностите на топлинните загуби от тръбопроводи с различни диаметри и с различни методи за тяхното полагане:
Схема на изолация на тръби.
- открит път на улицата;
- отворени в стая или тунел;
- безканален начин;
- в непроходими канали.
Същността на изчислението е изборът на топлоизолационен материал и неговата дебелина по такъв начин, че количеството топлинна загуба да не надвишава стойностите, предписани в SNiP. Методологията за изчисление също е регламентирана от регулаторни документи, а именно от съответния кодекс с правила. Последният предлага малко по-опростена методология от повечето съществуващи технически справки. Опростяванията се приключват в такива моменти:
Топлинните загуби при нагряване на стените на тръбата от транспортираната в нея среда са незначителни в сравнение със загубите, които се губят във външния изолационен слой. Поради тази причина те могат да бъдат игнорирани.
По-голямата част от всички технологични и мрежови тръбопроводи са изработени от стомана, нейната устойчивост на пренос на топлина е изключително ниска. Особено в сравнение със същия показател за изолация
Поради това се препоръчва да не се взема предвид устойчивостта на топлопреминаване на металната стена на тръбата.
Топлинно изчисление на топлинната мрежа
За термично изчисление ще вземем следните данни:
· температура на водата в захранващия тръбопровод 85 °C;
· температура на водата в обратния тръбопровод 65 °C;
· средна температура на въздуха за отоплителния период на Република Молдова +0,6 °C;
Изчислете загубите на неизолирани тръбопроводи. Приблизителното определяне на топлинните загуби на 1 m от неизолиран тръбопровод, в зависимост от температурната разлика между стената на тръбопровода и околния въздух, може да се направи с помощта на номограма. Стойността на топлинните загуби, определена от номограмата, се умножава по корекционните коефициенти:
където: а - корекционен коефициент, отчитащ температурната разлика, а=0,91;
б е корекцията за радиация, за д=45 мм и д= 76 мм б=1,07 и за д=133 мм б=1,08;
л — дължина на тръбопровода, m.
Топлинни загуби на 1 m неизолиран тръбопровод, определени по номограмата:
за д=133 мм Вном=500 W/m; за д= 76 мм Вном=350 W/m; за д= 45 мм Вном=250 W/m.
Като се има предвид, че топлинните загуби ще бъдат както на захранващия, така и на връщащия тръбопровод, топлинните загуби трябва да се умножат по 2:
kW.
За загуба на топлина на опори за окачване и др. 10% се добавят към топлинните загуби на най-неизолирания тръбопровод.
kW.
Нормативните стойности на средните годишни топлинни загуби за топлинна мрежа при надземно полагане се определят по следните формули:
където: , - нормативни средногодишни топлинни загуби, съответно на захранващия и връщащия тръбопровод на надземните участъци, W;
, - нормативни стойности на специфични топлинни загуби на двутръбни водогрейни отоплителни мрежи, съответно на захранващия и връщащия тръбопровод за всеки диаметър на тръбата за надземно полагане, W / m, определени от;
л - дължината на участъка от отоплителната мрежа, характеризираща се със същия диаметър на тръбопроводите и вида на уплътнението, m;
— коефициент на локални топлинни загуби, като се вземат предвид топлинните загуби на фитинги, опори и компенсатори. Стойността на коефициента в съответствие с е взета за надземно полагане 1,25.
Изчисляването на топлинните загуби на изолираните водопроводи е обобщено в таблица 3.4.
Таблица 3.4 - Изчисляване на топлинните загуби на изолирани водопроводи
|
dн, мм |
, W/m |
, W/m |
л, м |
, У |
, У |
|
133 |
59 |
49 |
92 |
6,79 |
5,64 |
|
76 |
41 |
32 |
326 |
16,71 |
13,04 |
|
49 |
32 |
23 |
101 |
4,04 |
2,9 |
Средната годишна топлинна загуба на изолираната топлофикационна мрежа ще бъде 49,12 kW/an.
За да се оцени ефективността на изолационната конструкция, често се използва индикатор, наречен коефициент на ефективност на изолацията:
където Вг , Qи - топлинни загуби на неизолирани и изолирани тръби, W.
Коефициент на ефективност на изолацията:
Метод за изчисляване на еднослойна топлоизолационна конструкция
Основната формула за изчисляване на топлоизолацията на тръбопроводи показва връзката между големината на топлинния поток от съществуващата тръба, покрита със слой изолация, и нейната дебелина. Формулата се прилага, ако диаметърът на тръбата е по-малък от 2 m:
Формулата за изчисляване на топлоизолацията на тръбите.
ln B = 2πλ [K(tt - tо) / qL - Rn]
В тази формула:
- λ е топлопроводимостта на изолацията, W/(m ⁰C);
- K е безразмерният коефициент на допълнителни топлинни загуби през крепежни елементи или опори, някои стойности на K могат да бъдат взети от таблица 1;
- t е температурата в градуси на транспортираната среда или охлаждащата течност;
- to е температурата на външния въздух, ⁰C;
- qL е стойността на топлинния поток, W/m2;
- Rn - устойчивост на пренос на топлина върху външната повърхност на изолацията, (m2 ⁰C) / W.
маса 1
| условия за полагане на тръби | Стойността на коефициента К |
| Стоманени тръбопроводи открито по улицата, по канали, тунели, открито на закрито върху плъзгащи се опори с номинален диаметър до 150 мм. | 1.2 |
| Стоманени тръбопроводи открито по улицата, покрай канали, тунели, открито на закрито върху плъзгащи се опори с номинален диаметър 150 mm или повече. | 1.15 |
| Стоманени тръбопроводи открито по улицата, по канали, тунели, открито в помещения на окачени опори. | 1.05 |
| Неметални тръбопроводи, положени върху окачени или плъзгащи се опори. | 1.7 |
| Безканален метод на полагане. | 1.15 |
Стойността на топлопроводимостта на изолацията λ е референтна, в зависимост от избрания топлоизолационен материал. За средногодишната температура на транспортираната среда t се препоръчва да се приема, а на външния въздух t за средногодишна.Ако изолираният тръбопровод преминава на закрито, тогава температурата на околната среда се задава от проектната спецификация, а при нейно отсъствие се приема, че е +20°C. Индексът на устойчивост на топлопреминаване на повърхността на топлоизолационната конструкция Rn за условия на полагане по протежение на улицата може да бъде взет от таблица 2.
таблица 2
| Rn, (m2 ⁰C) / W | DN32 | DN40 | DN50 | DN100 | DN125 | DN150 | DN200 | DN250 | DN300 | DN350 | DN400 | DN500 | DN600 | DN700 |
| tt = 100 ⁰C | 0.12 | 0.10 | 0.09 | 0.07 | 0.05 | 0.05 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.017 | 0.015 |
| tt = 300 ⁰C | 0.09 | 0.07 | 0.06 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.015 | 0.013 |
| tt = 500 ⁰C | 0.07 | 0.05 | 0.04 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.016 | 0.014 | 0.012 |
Забележка: стойността на Rн при междинни стойности на температурата на охлаждащата течност се изчислява чрез интерполация. Ако температурният индекс е под 100 ⁰C, стойността на Rn се приема като за 100 ⁰C.
Показател B трябва да се изчислява отделно:
Таблица на топлинните загуби за различни дебелини на тръби и топлоизолация.
B = (dout + 2δ) / dtr, тук:
- diz е външният диаметър на топлоизолационната конструкция, m;
- dtr е външният диаметър на защитената тръба, m;
- δ е дебелината на топлоизолационната конструкция, m.
Изчисляването на дебелината на изолацията на тръбопровода започва с определяне на индекса ln B, като във формулата се заместват стойностите на външните диаметри на тръбата и топлоизолационната конструкция, както и дебелината на слоя, след което ln От таблицата на естествените логаритми се намира параметър B. Той се замества в основната формула заедно с нормализирания индекс на топлинния поток qL и се прави изчисление. Тоест дебелината на топлоизолацията на тръбопровода трябва да бъде такава, че дясната и лявата част на уравнението да станат идентични. Тази стойност на дебелината трябва да се вземе за по-нататъшно развитие.
Разглежданият метод за изчисление се прилага за тръбопроводи с диаметър по-малък от 2 м. За тръби с по-голям диаметър изчислението на изолацията е малко по-просто и се извършва както за равна повърхност, така и с помощта на различна формула:
δ \u003d [K (tt - tо) / qF - Rn]
В тази формула:
- δ е дебелината на топлоизолационната конструкция, m;
- qF е стойността на нормализирания топлинен поток, W/m2;
- другите параметри са същите като във формулата за изчисление за цилиндрична повърхност.
Метод за изчисляване на многослойна топлоизолационна конструкция
Изолационна маса за медни и стоманени тръби.
Някои транспортирани среди имат достатъчно висока температура, която се пренася към външната повърхност на металната тръба почти непроменена. Когато избират материал за топлоизолация на такъв обект, те се сблъскват с такъв проблем: не всеки материал е в състояние да издържи на високи температури, например 500-600⁰C. Продуктите, способни да контактуват с такава гореща повърхност, от своя страна нямат достатъчно високи топлоизолационни свойства и дебелината на конструкцията ще се окаже неприемливо голяма. Решението е да се използват два слоя от различни материали, всеки от които изпълнява своя собствена функция: първият слой предпазва горещата повърхност от втория, а последният предпазва тръбопровода от въздействието на ниските външни температури. Основното условие за такава термична защита е температурата на границата на слоевете t1,2 да бъде приемлива за материала на външното изолационно покритие.
За да се изчисли дебелината на изолацията на първия слой, се използва формулата, която вече е дадена по-горе:
δ \u003d [K (tt - tо) / qF - Rn]
Вторият слой се изчислява по същата формула, като вместо температурата на повърхността на тръбопровода tт се замества температурата на границата на два топлоизолационни слоя t1,2. За изчисляване на дебелината на първия слой изолация за цилиндрични повърхности на тръби с диаметър по-малък от 2 m се използва формула от същия тип като за еднослойна конструкция:
ln B1 = 2πλ [K(tt — t1,2) / qL — Rn]
Замествайки стойността на нагряване на границата на два слоя t1,2 и нормализираната стойност на плътността на топлинния поток qL вместо температурата на околната среда, се намира стойността на ln B1. След определяне на числената стойност на параметъра B1 чрез таблица с естествени логаритми, дебелината на първия слой изолация се изчислява по формулата:
Данни за изчисляване на топлоизолацията.
δ1 = dout1 (B1 - 1) / 2
Изчисляването на дебелината на втория слой се извършва по същото уравнение, само че сега вместо температурата на охлаждащата течност tt действа температурата на границата на два слоя t1,2:
ln B2 = 2πλ [K(t1,2 - t0) / qL - Rn]
Изчисленията се правят по подобен начин, а дебелината на втория топлоизолационен слой се изчислява по същата формула:
δ2 = dout2 (B2 - 1) / 2
Много е трудно да се извършват такива сложни изчисления ръчно и се губи много време, тъй като по цялото трасе на тръбопровода диаметрите му могат да се променят няколко пъти. Ето защо, за да се спестят разходи за труд и време за изчисляване на дебелината на изолацията на технологични и мрежови тръбопроводи, се препоръчва използването на персонален компютър и специализиран софтуер. Ако няма такъв, алгоритъмът за изчисление може да бъде въведен в програмата Microsoft Excel, като бързо и успешно се получават резултати.
